JP6645078B2 - 光偏向器及び光走査装置 - Google Patents

Description

本発明は、光偏向器及び光走査装置に関する。

近年、レーザ光源を用いた走査型画像表示装置が開発され、プロジェクタ、ヘッドアップディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイなどに適用されている。これらは光源から発生した３色のレーザビームをスキャンデバイスによって光走査し、スクリーンやコンバイナと呼ばれる半透過板などの画像表示部に表示像を投影する。
マイクロマシン技術を用いた光走査装置は、ポリゴンミラーや従来型のガルバノミラーに較べて省電力化、小型化や高速化の可能性があり、駆動部分の形成もシリコンウェハを素材として、半導体微細加工技術を用いて大量で安価に形成できる可能性があるため実用化が期待されている。

このような、マイクロマシン技術を用いた光走査装置として、反射面を有するミラー部（反射部）と、ミラー部を所定の軸周りに揺動させるアクチュエータとを備える光偏向器が既に知られている。例えば、特許文献１に開示された光偏向器は、下部電極層、圧電体層、上部電極層からなるドライブ素子を配置し、駆動電圧を印加するとミラー部を駆動させることができる。
しかし、外部電源から光偏向器に電位を供給する際には、過剰電流が流れ、不良が発生するという問題があった。例えば、外部電極から光偏向器に電位供給する電極パッドから各圧電アクチュエータが備える圧電カンチレバーに電位供給するための各リード線、各圧電カンチレバー間の電気接続のための各リード線、各リード線と各圧電カンチレバーの上下電極とを接続するコンタクト、または、各圧電カンチレバーなどに過剰電流が流れ、焼け焦げの様相を呈する不良が発生する。特に、外部電極からの電位供給する電極パッドに近いコンタクトに不良が多く発生する。

このような問題を解決する手段として、例えば、特許文献２乃至４のような技術が開示されている。
特許文献２には、サージ保護回路の作動しない範囲を広く可変とする目的で、直列に接続された互いに方向の異なる２個のＰＮ接合を少なくとも含み、一端が入出力パッドに接続され、他端が電源又はグランドに接続されるサージ保護回路が開示されている。
特許文献３には、電界が局部的に集中する箇所を削減するため、加えてラッチアップやバイポーラ動作による破壊に対する耐性を高めるため、円盤状のボンディングパッドを設けることにより、より高いサージから内部回路を保護することの出来る半導体保護装置が開示されている。
特許文献４には、アナログ回路やディジタル回路とともに電磁波ノイズ対策用のＲＣフィルタを集積した半導体集積回路においてノイズ耐性およびサージ耐性を向上させることが可能なレイアウト構造を提供する半導体装置のレイアウト構造が開示されている。

上述した特許文献２乃至４に開示された技術は、ノイズ耐性、サージ耐性を向上させるために、電界が局所的に集中することを低減させることができる。しかし、いずれも半導体装置に適用する技術であるため、トランジスタの特性、ＰＮ接合を形成する導電型領域の抵抗など、光偏向器の基本構成に無いものを利用している。このため、光偏向器に対する突入電流サージ耐性、特に電極パッドに近い各圧電カンチレバーの上下電極とリード線とが接続するコンタクトへの電界集中による不良発生という問題解決に適用することは困難である。

本発明は、圧電アクチュエータの電極に、外部機器から電位が供給されるときに、過剰な電流が流れることを回避する光偏向器を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係る光偏向器の一態様は、反射部と、第一の圧電体と、前記第一の圧電体に駆動電圧を印加する電極とを有し、前記反射部を駆動する少なくとも一つの圧電アクチュエータと、前記圧電アクチュエータの電極へ電位を供給するリード線と、第二の圧電体を含み、前記リード線に形成された少なくとも一つのキャパシタと、外部機器により電圧が印加され、前記圧電アクチュエータの電極と接続された電極パッドと、を備え、前記電極と前記電極パッドとの間は前記リード線により接続され、前記電極と前記キャパシタとは別に設けられており、前記キャパシタは、前記リード線と前記電極との接続点より前記電極パッドに近い位置であって、前記圧電アクチュエータが形成されていない領域に形成されることを特徴とする。

本発明によれば、圧電アクチュエータの電極に、外部機器から電位が供給されるときに、過剰な電流が流れることを回避する光偏向器を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る光偏向器の構成例を示す外観斜視図である。 本発明の一実施形態に係る光偏向器の構成例を示す平面図である。 図２に示す光偏向器のIII−III線断面図である。 図２の光偏向器において、一実施形態の説明で対象となる領域Ａを示す図である。 図４に示す領域Ａの拡大図である。 図５に示す領域Ｂに実施形態１のキャパシタを付加した構成例を示す図である。 図６に示す構成例のVII−VII線断面図である。 図５に示す領域Ｂに実施形態２のキャパシタを付加した構成例を示す図である。 図８に示す構成例のIX−IX線断面図である。図である。 一実施形態の光偏向器を用いた光走査装置の構成例を示す図である。

本発明に係る一実施形態の光偏向器は、光偏向器に外部からの電位を供給するときに生じる突入電流サージへの対策に際して、外部電源供給部である電極パッドと接続するリード線に、圧電体で形成されたキャパシタを設置することにより、電界集中を分散させる。これにより、キャパシタが突入電流電荷の一次貯留箇所となり、圧電アクチュエータへの電界集中を緩和することを可能にする。
以下の説明では、一実施形態の光偏向器の概要を説明し、続いて、リード線にキャパシタを付加した光偏向器の実施形態を説明する。

＜光偏向器の概要＞
図１は、一実施形態に係る光偏向器の構成例を示す外観斜視図である。図２は、一実施形態に係る光偏向器の構成例を示す平面図である。
光偏向器１は、反射部２、支持体４、複数の内側圧電アクチュエータ８、可動部９、外側圧電アクチュエータ１０、支持基体１１、及び複数の電極パッド１２を備える。
図２では説明を容易にするため、左側に表わす内側圧電アクチュエータ８及び外側圧電アクチュエータ１０には、黒塗りの丸で複数のコンタクト（接続部）１３を、実線で複数のリード線１４１、１４２の配置を表している。複数のコンタクト１３は、リード線１４１、１４２と、複数の内側圧電アクチュエータ８または外側圧電アクチュエータ１０が有する上下電極とが接続する部分である。
また、以下の説明において、内側圧電アクチュエータ８と外側圧電アクチュエータ１０とを区別する必要がない場合には、適宜「圧電アクチュエータ」と記載する。

反射部２は、円板状の反射部基体と、この反射部基体上に入射された光を反射する金属薄膜で形成された反射面とを備え、反射部基体の直径方向の両端から外側へ向かって延設されたトーションバーを介して、可動部９に連結されている。
可動部９は、反射部２を搭載する。
支持基体１１は方形枠状に形成され、可動部９の周囲を囲むように設けられている。

複数の内側圧電アクチュエータ８は、反射部２を可動部９に対して第１軸Ｘ１の周りに揺動させる。複数の内側圧電アクチュエータ８は、各々の一方の端部が一方のトーションバーを挟んで対向して配置されている。各内側圧電アクチュエータ８は、圧電駆動によって屈曲変形するように構成された圧電カンチレバーにより構成されている。各内側圧電アクチュエータ８が圧電駆動によって屈曲変形することにより、トーションバーは、軸心回りに揺動する。これにより、反射部２は、トーションバーの揺動に伴って該トーションバーの軸心となる第１軸Ｘ１の周りに揺動可能となっている。

一対の外側圧電アクチュエータ１０は、反射部２及び可動部９を支持基体１１に対して第２軸Ｘ２の周りに揺動させる。ここで、第２軸Ｘ２は、第１軸Ｘ１に直交する軸である。但し、第１軸Ｘ１と第２軸Ｘ２とが正確に直交している必要はない。一対の外側圧電アクチュエータ１０は、反射部２及び可動部９を支持基体１１に対して揺動させ、支持基体１１の内周部と可動部９の外周部との間で、可動部９を挟んで第２軸Ｘ２の方向に対向するようにして配置されている。この構成により、一対の外側圧電アクチュエータ１０を介して、可動部９が支持基体１１に支持されている。
加えて、各外側圧電アクチュエータ１０は、圧電駆動によって屈曲変形するように各々構成された複数の圧電カンチレバー１５１〜１５４が、連結部によって連結されることで構成されている。
複数の圧電カンチレバー１５１〜１５４は、支持基体１１の内周部と可動部９の外周部との間で、第２軸Ｘ２と直交する方向に延在して、第２軸Ｘ２の方向に間隔を存して並ぶように配置されると共に、各圧電カンチレバーが隣り合う圧電カンチレバーに対して折り返されるように連結されている。
従って、各外側圧電アクチュエータ１０は、第２軸Ｘ２と直交する方向を振幅方向として蛇行するようにして延在している。言い換えると、各外側圧電アクチュエータ１０は、複数の圧電カンチレバー１５１〜１５４が所謂ミアンダ形状に形成されている。
複数の圧電カンチレバー１５１〜１５４がミアンダ形状に構成されることにより、可動部９が、各外側圧電アクチュエータ１０を介して支持基体１１に支持されると共に、各外側圧電アクチュエータ１０を構成する複数の圧電カンチレバー１５１〜１５４の屈曲変形によって、支持基体１１に対して第２軸Ｘ２の周りに揺動可能となっている。

複数の内側圧電アクチュエータ８の各々と、外側圧電アクチュエータ１０を構成する圧電カンチレバー１５１〜１５４の各々とは、起歪体（カンチレバー本体）としての支持体４の層上に下部電極５、圧電体６及び上部電極７の層を積層した構造の圧電カンチレバーである。ここで圧電カンチレバーの構成例について説明する。
図３は、図２に示す光偏向器１のIII−III線断面図である。図２において、III−III線の断面は、外側圧電アクチュエータ１０を構成する圧電カンチレバー１５１の下部電極５に形成されるコンタクト１３と、上部電極７形成されるコンタクト１３とを含む。
図３に示すように、圧電カンチレバー１５１は、下部電極５、圧電体６及び上部電極７を有する。圧電カンチレバー１５２〜１５４及び各内側圧電アクチュエータ８を構成する圧電カンチレバーも同様の構成を有する。
図３では、リード線１４１、１４２がコンタクト１３において上下電極と接続している構成を表している。また、下部電極５、圧電体６、上部電極７、及び、リード線１４１、１４２は、保護膜１７または層間絶縁膜１６に覆われている。

複数の内側圧電アクチュエータ８及び外側圧電アクチュエータ１０を構成する圧電カンチレバーの各々は、下部電極５と上部電極７との間で圧電体６に駆動電圧を印加することで、圧電体６と共に支持体４が屈曲変形するように形成される。
上下電極には、リード線１４１と接続するコンタクト１３が設けられている。以降の説明において、「上下電極」という記載は、圧電カンチレバーの下部電極５及び上部電極７（一対の電極）を指す。また、圧電カンチレバーに関して、特に明記していない場合には、複数の内側アクチュエータ８及び外側アクチュエータ１０が備える圧電カンチレバーのいずれであるかを問わない。

複数の電極パッド１２は、外部電極からの電位供給（信号供給）するために、リード線１４１と外部電極とを接続する開口部であり、支持基体１１上に設けられる。図２では、１８個の電極パッドを表しているが（１８個の矩形で表示）、これに限られるわけではない。
各電極パッド１２に、外部からの供給電位（基準電位を含む）を接続する。各電極パッド１２より外部から供給された電位が各リード線１４１を通じて、複数の内側アクチュエータ８及び一対の外側アクチュエータ１０が備える上下電極のコンタクト１３を介して、各駆動電位印加を実現している。
一対の外側圧電アクチュエータ１０において、圧電カンチレバー１５１〜１５４各々と、次段の圧電カンチレバーとの電位接合（例えば、圧電カンチレバー１５１、１５３の電位接合）は、コンタクト１３を介して、リード線１４２を通じて実現している。
以上が光偏向器１の一態様の概要であり、続いて、光偏向器１に電界集中を回避するキャパシタをリード線１４１に付加した実施形態を説明する。

＜リード線にキャパシタを付加した光偏向器＞
一実施形態では、圧電アクチュエータの電極に、外部機器から電位が供給されるときに、過剰な電流が流れることを回避する対策として、電界集中により不良発生する箇所と、外部電源供給部である電極パッド１２とを接続するリード線１４１に、圧電体で形成された容量キャパシタ（以下適宜、「圧電キャパシタ」、または「キャパシタ」とも記載する）をぶら下げる。これにより、電界集中を分散させ、電極パッド１２に接続するリード線１４１に付加した圧電キャパシタが突入電流電荷の一次貯留箇所となり、圧電アクチュエータ（圧電カンチレバー）への電荷供給が二次的なものとなる。その結果、特に、圧電カンチレバーの上下電極のコンタクト１３への電界集中を緩和することが可能になる。

言い換えると、突入電流サージによる過剰電流電荷の一次退避場所として圧電キャパシタを、電極パッド１２と圧電アクチュエータとを接続するリード線１４１に並列に設け、圧電アクチュエータへの供給電荷量を平滑化する。これにより、光偏向器のサージ耐性の向上を図る。
加えて、圧電キャパシタを、圧電アクチュエータ（圧電カンチレバー）の構成部材である圧電体を用いて形成することが好ましい。これにより、プロセスコストを変動させることなく、サージ耐性を向上させた光偏向器を提供することが出来る。

上述した一実施形態の特徴について、図４乃至１０の図面を用いて詳細に説明する。
図４は、図２に示す光偏向器１において、一実施形態の説明で対象となる領域Ａ（光偏向器の一部分）を示す図である。また、図５は、領域Ａの拡大図である。図５では、下部電極５、上部電極７、リード線１４１及びコンタクト１３の配置関係を表し、圧電体６、層間絶縁膜１６、及び保護膜１７を省略している。また、コンタクト１３が形成される位置を実線の矩形で表わしている。ここで、図５に表わす６つのリード線１４１から上下電極への電位供給について、図２に表わす配線を参照して説明する。以下の（i）〜（vi）は、リード線１４１の左（下）側からの順番であり、領域Ｂに含まれるリード線１４１が（i）番目となっている。
（i）圧電カンチレバー１５１の一端の下部電極５へ入力、他端の下部電極５から出力、リード線１４２を介して圧電カンチレバー１５３の下部電極５へ入力。
（ii）圧電カンチレバー１５１の一端の上部電極７へ入力、他端の上部電力７から出力、リード線１４２を介して、圧電カンチレバー１５３の上部電極７へ入力。
（iii）圧電アクチュエータ８の下部電極５へ入力、さらに、他の圧電アクチュエータ８の下部電極５に入力。
（iv）圧電アクチュエータ８の上部電極７へ入力、さらに、他の圧電アクチュエータ８の上部電極７へ入力。
（v）圧電カンチレバー１５２の一端の上部電極７へ入力、他端の上部電力７から出力、リード線１４２を介して、圧電カンチレバー１５４の上部電極７へ入力。
（vi）圧電カンチレバー１５２の一端の下部電極５へ入力、他端の下部電極５から出力、リード線１４２を介して圧電カンチレバー１５４の下部電極６へ入力。
圧電カンチレバー１５１，１５３は、図２の下側の上下電極から電位が入力され、圧電カンチレバー１５２，１５４は、図２の上側の上下電極から電位が入力される。

図４、５に示す光偏向器１の構成では、外部電極から電極パッド１２を介して、リード線１４１に電位供給され、コンタクト１３を介して、外側圧電アクチュエータ１０の下部電極５及び上部電極７に電位が印加される。この時、電位印加される際に、突入電流に代表される過剰電流により、（１）下部電極５及び上部電極７のコンタクト１３に電界集中することによる発熱破損、（２）下部電極５及び上部電極７への過剰電荷蓄積による高電圧印加による圧電体６の降伏破壊が発生する。
不具合発生の対策として、図５の領域Ｂに示すリード線１４１、詳細には、圧電カンチレバーに形成されたコンタクト１３と電極接続パッド１２とを接続するリード線１４１に、圧電キャパシタを形成する。

なお、図６乃至９では、圧電カンチレバー１５１の下部電極５のコンタクト１３と、電極パッド１２とを接続するリード線１４１を用いて説明するが、他のリード線１４１にも圧電キャパシタを付加することができる。具体的には、内側圧電アクチュエータ８の下部電極５と電極パッドを接続するリード線１４１、または、内側圧電アクチュエータ８と外側圧電アクチュエータ１０とのいずれかの上部電極７と電極パッド１２とを接続するリード線１４１についても同様である。

実施形態１．
図６は、図５に示す領域Ｂに実施形態１のキャパシタを付加した構成例を示す図であり、図７は、図６に示す構成例のVII−VII線断面図である。図６では説明を容易にするため、キャパシタ２０ａ、電極パッド１２及びリード線１４１を表し、他の構成要素を省略している。
図６に示す光偏向器１の一部分の構成例では、電極パッド１２と上下電極のコンタクト１３を接続するリード線１４１の曲げ部に突入電荷の一時退避場所であるキャパシタ２０ａを付加することにより、サージ耐性を向上させる。リード線１４１の曲げ部は、リード線１４１が屈曲する部分である。
キャパシタ２０ａは、圧電カンチレバーと同様の構成であり、下部電極５ａ、圧電体６ａ及び上部電極７ａを備える。また、リード線１４１と上部電極７ａとが接続する部分がコンタクト１３ａであり、図６では二点鎖線を用いて示している。
図６、７において、図２，３と同じ符号の構成要素は同様であるため説明を省略する。
図７の断面図に示すように、キャパシタ２０ａの構成は、圧電カンチレバー（圧電アクチュエータ）と同じ断面構造で構成されることが好ましい。また、キャパシタ２０ａは、圧電カンチレバーと同じ材料を用いることが好ましい。これにより、製造プロセスを追加することなく、従来と同様のプロセスコストで製造可能である。

図６，７では一例として、リード線１４１の曲げ部にキャパシタ２０ａを付加した構成例を示したが、電極パッド１２と上下電極のコンタクト１３を接続するリード線１４１のいずれの場所に付加しても、さらに、複数個所に付加してもかまわない。キャパシタを付加するリード線１４１の場所は、上下電極のコンタクト１３より電極パッド１２に近い位置であればよい。図５を参照すると、下部電極５に設置されたコンタクト１３より、電極パッド１２に近いリード線１４１の範囲であればよい。従って、キャパシタ２０ａを付加する場所は、領域Ｂの範囲内に限定されるものではない。
リード線１４１の曲げ部にキャパシタ２０ａを設置すると、曲げ部以外に設置する場合に比べ、サージ耐性を向上させることを期待できる。これは、リード線１４１の曲げ部は、電解集中する可能性が高く、高抵抗になる場合があるため、リード線１４１の他の場所に比べ、サージ耐性の向上に効果的であると考えられるからである。

実施形態２．
図８は、図５に示す領域Ｂに実施形態２のキャパシタを付加した構成例を示す図であり、図９は、図８に示す構成例のIX−IX線断面図である。図８では説明を容易にするため、キャパシタ２０ｂ、電極パッド１２及びリード線１４１を表し、他の構成要素を省略している。
図８に示す光偏向器１の一部分の他の構成例では、電極パッド１２直下に突入電荷の一時退避場所であるキャパシタ２０ｂを付加することにより、サージ耐性を向上させる。
キャパシタ２０ｂの構成は、図６に示すキャパシタ２０ａの構成例と同様に、下部電極５ｂ、圧電体６ｂ及び上部電極７ｂを備える。また、リード線１４１には、電極パッド１２として、外部への開口部が形成されている。さらに、リード線１４１と上部電極７ｂとが接続する部分がコンタクト１３ｂであり、図８の構成例では、電極パッド１２と同じ領域に形成される。
図８，９において、図２，３と同じ符号の構成要素は同様であるため説明を省略する。

図９の断面図に示すように、キャパシタ２０ｂの構成は、圧電カンチレバーと同じ断面構造で構成されることが好ましい。また、キャパシタ２０ｂは、圧電カンチレバーと同じ材料を用いることが好ましい。これにより、製造プロセスを追加することなく、従来と同様のプロセスコストで製造可能である。加えて、電極パッド１２の直下にキャパシタ２０ｂを付加するため、パターンレイアウト（面積占有率）面で、図６の構成例より小さい面積で実現できるという、有利な効果が生じる。さらに、図８、９のキャパシタ２０ｂに加えて、図６、７で示したキャパシタ２０ａをリード線１４１に付加してもよく、リード線１４１に付加するキャパシタを複数個加えてもかまわない。

実施形態３．
本実施形態では、リード線１４１がキャパシタへ接続するコンタクト（キャパシタコンタクト）のサイズを大きくすることにより、圧電キャパシタの局所的な電界集中を低減すると共に、突入電流電荷を優先的に圧電キャパシタに移動させる光偏向器の一態様を説明する。
上述した、図６乃至９に示したキャパシタ２０ａ、２０ｂを効果的に作用させるためには、コンタクト１３ａ、１３ｂをできるだけ大きくすることが好ましい。コンタクト１３ａ、１３ｂは、圧電アクチュエータの上下電極のコンタクト１３と同時形成される。コンタクト１３ａ、１３ｂの面積は、圧電アクチュエータの上下電極のコンタクト（アクチュエータコンタクト）１３に比べ、概ね、１０倍以上であることが望ましい。キャパシタのコンタクト１３ａ、１３ｂの面積を上下電極のコンタクト１３より大きくすることにより、圧電キャパシタの局所的な電界集中を低減すると共に、突入電流電荷を優先的に圧電キャパシタに移動させることが可能になる。具体的には、圧電キャパシタのコンタクトの面積を１０倍以上にすると、抵抗値が１０分の１以下、言い換えると、圧電アクチュエータのコンタクトの１割程の低抵抗となり、優先的に低抵抗側に電荷が移動することが推測されるからである。
例えば、図８，９のキャパシタ２０ｂの構成例では、コンタクト１３ｂの面積は、電極パッド１２の面積以上、かつ、上部電極７ｂの面積以下の範囲で変更可能である。図６，７のキャパシタ２０ａでは、コンタクト１３ａの面積は設計に応じて変更可能である。

実施形態４．
上記各実施形態で説明したように、キャパシタ２０ａ、２０ｂは、圧電カンチレバーと同じ圧電体を含むことが好ましい。これは、キャパシタ２０ａ、２０ｂを圧電体で形成するとキャパシタ容量を大きくすることができるとともに、圧電カンチレバーの製造プロセスと並行してキャパシタを製造できるため、コストアップを回避（抑制）することが可能となるためである。
例えば、圧電体の材料として、キャパシタ容量の大きいチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）膜を用いること、具体的には、圧電カンチレバーの圧電体６及びキャパシタの圧電体６ａ、６ｂをチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）膜で形成することが特に好ましい。また、圧電体の材料となる強誘電体（圧電体でもある）には、金属が２種類含まれた複合酸化物として、チタン酸カルシウム（灰チタン石）、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、ニオブ酸リチウムなど、金属が３種類以上含まれた複合酸化物として、ＢＳＴ（バリウム−ストロンチウム−チタン）、ＳＢＴ（ストロンチウム−ビスマス−タンタル）、ＢＬＴ（ビスマス−ランタン−タンタル）などを用いることができる。
これに対して、キャパシタ２０ａ、２０ｂを、圧電体以外の他の材料を用いてキャパシタを実現することも可能である。しかしながら、キャパシタ容量が小さくなるため、サージ耐性を向上させる効果が小さくなることが予測できる。加えて、キャパシタに圧電体を用いない場合には、圧電カンチレバーの製造プロセスとは別の製造プロセスが必要となるため、コストアップにつながる。

加えて、実施形態１で説明したように、キャパシタ２０ａを付加する場所は、図５に示す領域Ｂの範囲内に限定されるものではないが、リード線１４１と電極との接続点より電極パッド１２に近い位置であって、圧電アクチュエータが形成されていない領域に形成されることが好ましい。圧電アクチュエータが形成されている領域に配置すると、圧電アクチュエータと同じプロセスでキャパシタを製造することができないため、製造プロセスが増え、コストアップを回避できないからである。例えば、図２に一例として示すリード線１４１の配線では、圧電カンチレバー１５２の上下電極のコンタクトに接続するリード線１４１は圧電カンチレバー１５１の上層に配線されている。このため、圧電アクチュエータ１５１を形成しない領域にキャパシタを付加することが好ましく、例えば、図２（図５）の例では、圧電カンチレバー１５１より電極バッド１２に近い場所にキャパシタを付加することがより好ましい。

以上説明したように、光偏向機の製造プロセスのコストアップを回避するために、キャパシタは、圧電カンチレバーと同様の構成、具体的には、下部電極、圧電体及び上部電極の積層構造であり、圧電カンチレバーの圧電体及び電極と同じ材料を用いることが好ましい。また、キャパシタは、圧電カンチレバーと同じプロセスで製造できる場所に形成されることが好ましい。

実施形態５．
図１０は、一実施形態の光偏向器を用いた光走査装置の構成例を示す。
光走査装置３０は、光偏向器３１と、ハーフミラー（ミラー部）３２とを備える。図１０では、光走査装置３０を、レーザ光源４１と、スクリーンなどから構成される画像を投影する画像表示部４２とを含む、画像を表示する機能を実現する装置に組み込んだ構成例を示す。
ここで、光偏向器３１は、図２に表わす光偏向器１に、上記各実施形態で説明したキャパシタを一つまたは複数付加した構成である。
レーザ光源４１から出力されたレーザ光は、所定の強度変調を受けて、ハーフミラー３２を通り、光偏向器３１の反射部に入射される。入射されたレーザ光は、反射部の偏向角に応じた所定の方向に偏向され、ハーフミラー３２で分岐された光が画像表示部４２上に投影され、画像を形成する。光偏向器３１は、入射されたレーザ光を水平方向、垂直方向にラスタスキャンし、画像表示部４２上の水平方向Ｈ、垂直方向Ｖの長方形の領域を走査して画像を表示する。

以上説明したように、一実施形態の光偏向器は、電極パッド１２から圧電アクチュエータ（圧電カンチレバー）の下部電極５、上部電極７へ電位を供給するリード線１４１に、圧電アクチュエータに使用されている圧電体で構成するキャパシタを付加し、突入電流電荷の一時シンクタンク部を付加する。これにより、各圧電カンチレバーの上下電極に電位供給するためのコンタクト１３に過剰な電流が流れることを防ぐことが可能になり、光偏向器の信頼性を向上させることができる。加えて、キャパシタを圧電カンチレバーの構成、材料と同様にすることにより、製造プロセスのコストアップを回避するとともに、サージ耐性のある光偏向器が製造可能となる。
よって、マイクロマシン技術を用いた光走査装置において、コストアップすることなく、ノイズ、サージに基づく過剰電流による配線こげ、コンタクトこげ、圧電カンチレバーこげ等が発生しない信頼性の高い光偏向器の供給ができる。

１、３１ 光偏向器
２ 反射部
４ 支持体
５ 下部電極
６ 圧電体
７ 上部電極
８ 内側圧電アクチュエータ
９ 可動部
１０ 外側圧電アクチュエータ
１１ 支持基体
１２ 電極パッド
１３ コンタクト
１６ 層間絶縁膜
１７ 保護膜
２０ａ、２０ｂ キャパシタ
３０ 光走査装置
３２ ハーフミラー
４１ レーザ光源
４２ 画像表示部
１４１、１４２ リード線
１５１〜１５４ 圧電カンチレバー

特許５２６２６１３号公報 特開平２−８７６７４号公報 特許３１７６８０６号公報 特開２００２−３１３９３３号公報

Claims (9)

1. 反射部と、
   第一の圧電体と、前記第一の圧電体に駆動電圧を印加する電極とを有し、前記反射部を駆動する少なくとも一つの圧電アクチュエータと、
   前記圧電アクチュエータの電極へ電位を供給するリード線と、
   第二の圧電体を含み、前記リード線に形成された少なくとも一つのキャパシタと、
   外部機器により電圧が印加され、前記圧電アクチュエータの電極と接続された電極パッドと、
   を備え、
   前記電極と前記電極パッドとの間は前記リード線により接続され、
   前記電極と前記キャパシタとは別に設けられており、
   前記キャパシタは、前記リード線と前記電極との接続点より前記電極パッドに近い位置であって、前記圧電アクチュエータが形成されていない領域に形成されることを特徴とする光偏向器。
2. 前記第二の圧電体は、前記第一の圧電体と同じ材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光偏向器。
3. 前記キャパシタは、前記電極パッド直下に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の光偏向器。
4. 前記キャパシタは、前記リード線が屈曲して配置される部分に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の光偏向器。
5. 前記リード線は、前記電極との接続部であるアクチュエータコンタクトと、前記キャパシタとの接続部であるキャパシタコンタクトとが形成され、
   前記キャパシタコンタクトの面積は、前記アクチュエータコンタクトより大きいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光偏向器。
6. 前記第二の圧電体は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）膜を含むことを特徴とする請求項２に記載の光偏向器。
7. 前記キャパシタは、前記圧電アクチュエータが有する前記第一の圧電体及び前記電極と同じ積層構造で形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光偏向器。
8. 前記キャパシタは、複数形成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光偏向器。
9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光偏向器と、
   前記光偏向器が偏向した光を入射し、分岐した光を出力するミラー部と、
   を備える光走査装置。

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